城镇燃气管道第三方施工损伤风险评价方法研究

针对第三方施工对城镇燃气管道的不利影响,提出一种半定量风险评价方法。首先,基于“人—机—环境—管理”系统确定失效因素,利用G2赋权法对因素赋权,并引入物元模型分析失效可能性;然后,建立喷射火焰、闪火和蒸气云爆炸的数学模型计算管道泄漏的伤害面积,确定失效后果等级;最后,根据API 581中的风险矩阵得出燃气管道第三方施工破坏风险等级。实例分析表明,该方法兼具定性评价与定量评价的优点,能更加准确有效地进行风险分析,确定风险等级。     

页岩气集输站场撬装设备失效后果面积计算方法

为准确评估页岩气集输站场撬装设备组件发生连锁失效的后果,避免在后果面积计算中因忽视连锁效应、低估或高估后果危害性、忽视失效后果面积重叠计算等问题,首先,在美国石油协会(API)581标准的基础上,考虑可能存在的多米诺场景,建立失效后果面积加权计算模型;然后,引入圆弧并面积算法,消除失效后果面积重叠计算的影响,并结合设备失效概率与多米诺场景概率确定连锁效应加权系数,形成撬装设备失效后果面积计算方法与计算步骤;最后,以某页岩气集输站场吸收撬为例,计算其失效后果面积。结果表明：考虑失效后果重叠计算得到的失效后果面积为759.48 m²,常规失效后果计算方法对后果低估了38.5%,未消除后果重叠的常用多米诺方法对后果高估了62.7%,考虑失效后果面积重叠计算可以帮助合理评估页岩气集输站场撬装设备组件发生连锁失效的后果面积。     

考虑设备跌落的天然气计量站失效后果计算方法

天然气计量站阀门多且检定流程中频繁使用桁车,常规天然气站场的失效后果计算方法难以评估由此带来的影响及后果。为此,在API 581标准基础上,考虑阀门截断作用对机械损伤事故的影响,选取管段组储气量为最大天然气泄漏量,并以动量定理为依据,研究了桁车失效所引发的设备跌落事故,建立了潜在影响面积计算模型;将影响面积内损伤的管段及设备、泄漏的天然气、伤亡的人员等折算为经济损失,形成了考虑设备跌落的天然气计量站失效后果计算方法;将该方法应用于某天然气计量站。研究结果表明:设备跌落事故损失金额为机械损伤事故的3倍;当考虑设备跌落事故时,管段风险等级由低级上升为中低级。研究结果可为天然气计量站失效后果评价提供理论支撑。     

石化装置综合风险分析方法研究

为有针对性地对石化装置失效后果进行风险分析和经济风险计算,将RB.eye软件与API 581相结合,提出一种创新的石化装置综合风险分析研究方法。首先对一套装置中的设备和管道使用RB.eye软件得到风险矩阵进行风险分级,根据分级结果,筛选出高风险设备和管道。然后对筛选出的设备和管道运用API 581进行后果风险分析。并运用此方法研究催化重整预处理装置。结果表明:将RB.eye软件与API 581相结合的方法能够快速筛选风险分析目标,有助于有针对性地进行后果风险分析。     

天然气管道泄漏爆炸后果评价模型对比分析

天然气管道失效可能导致多种严重后果,爆炸灾害给周围的人员和建筑物造成重大的危害,对其爆炸危害范围的评价进行研究具有重要现实意义。笔者综合分析蒸气云爆炸(VCE)定量评价模型和API pub 581后果评价模型;并以某输气管道为实例对爆炸后果进行了定量模拟评价;得到死亡区域与泄漏时间的关系,确定了其爆炸事故的伤害范围;对两种模型的评价结果进行了对比分析。爆炸后果评价模型的研究与其对比探讨,为今后输气管线的定量风险后果评价模型选取提供参考依据。     

天然气管道泄漏爆炸实验分析

天然气管道失效造成泄漏爆炸给周围人员带来非常严重的危害,对其危害范围的研究对输气管道设计和运行具有重要的意义。常见的天然气管道泄漏爆炸伤害半径计算方法有蒸气云爆炸(VCE)定量评价模型、TNO多能法评价模型、API pub 581定量后果评价模型和炸药爆炸经验公式。为验证不同评价模型在受限空间的预测效果,利用天然气爆炸试验台进行了受限空间爆炸实验,得到最大压强与距离经验关系,计算出天然气浓度为7%、9%和11%情况下爆炸死亡半径。计算结果与不同经验模型预测结果比较,表明当天然气浓度为7%~11%时,蒸气云爆炸(VCE)定量评价模型和炸药爆炸经验模型与实验结果最为接近,误差分别为-113%和189%,TNO多能法评价模型和API pub 581定量后果评价模型预测结果偏小。结论对有限空间天然气管道爆炸研究具有实际意义。     

超压泄放装置基于RBI方法确定校验周期的应用及有关问题探讨

本文针对国内石化企业超压泄放装置中的安全阀和爆破片,介绍了基于RBI方法确定其校验周期的法规要求、应用情况和计算流程,以一台安全阀为例,进行了基于API 581-2019标准定量风险评估的算例研究,并对RBI国标GB/T 26610-2014《承压设备系统基于风险的检验实施导则》与相对应国外标准API 581-2019...     

油气集输站场失效可能性定量评价方法研究*

为了保证油气集输站场的安全生产和运行,基于标准《Risk-based Inspection Methodology》（API RP 581 2016）和可靠性分析方法GO法,提出1种可完全定量的站场失效可能性评价方法,为站场的全定量风险评价方法提供依据和参考。首先,分析站场内各设备的失效机理,计算其失效概率;然后,根据站场工艺特点,将其划分为若干个子系统,利用GO操作符的定量计算公式,确定各子系统及站场整体的失效可能性值;最后,以某油田联合处理站为实例,采用该方法对其工艺设备、站场子系统及站场整体的失效概率进行计算和分析,确定该站场的失效可能性等级。研究结果表明:通过失效可能性定量评价可使站场风险评价更加量化直观,为站场维护及安全生产运行工作提供更加客观的依据。     

基于可靠度理论的RBI修正模型研究

基于风险的检测技术包括定性RBI判断和定量RBI计算,定性判断得到风险相对的高低,风险相对较低者则不必进行定量RBI计算,风险高者再进行下一步定量RBI计算。在API581中,国外风险分析统计表明,石化企业的风险分布范围有一个所谓的"二八"现象,即"80%的风险是由20%的设备引起",中高风险以上的设备范围一般在20%左右。但我国十套装置风险分析结果发现,这个结论在我国并不适用,我国中高风险设备往往在40%左右。论文分析了API581在中国应用的局限性,引入可靠度理论计算设备失效概率,预估未来的失效概率或可靠度,可以完整地以RBI方法在得知失效后果和失效概率下,评估出此设备在整个系统中所处的地位,从而适当地分配检测、维修资源,在RBI完成后再进行风险评价进而完成风险评估过程。     

水平管分层流下微孔泄漏特性数值模拟和实验分析

在油气田开发过程中,通常采用气液相混输模式,管道受腐蚀等因素影响容易出现穿孔而发生两相流泄漏。为分析两相流泄漏特性,对管内常见流型分层流下的微孔泄漏特性进行数值和实验分析;采用VOF耦合Level set算法分析了不同影响因素下的气液两相泄漏特性,设计了1种管道泄漏收集装置,进行室内两相流泄漏实验,并验证了数值预测模型的准确性。研究结果表明:气液两相流经过管壁泄漏口时会发生相分离,泄漏特性受小孔方位、管路内外压差、气液相流速影响较大;泄漏口位于管路侧壁时的泄漏特性与其他角度下的泄漏特性有所不同,可用泄漏影响区内的气液分布进行解释;当泄漏口位于管路底部时,存在临界液相分流系数,当液相分流比小于此临界值时,泄漏流体为单相液体。VOF耦合Level set算法的数值方法可为管路泄漏量预测和相分离特性分析提供参考。     

城镇燃气管道动火作业安全评价

针对城镇燃气管道动火作业的高危险性,为保障生命财产安全,提出一种基于未确知测度的安全评价方法。首先,从动火施工作业的前、中、后3个阶段对整个作业过程进行安全分析,并基于作业的前阶段建立安全评价体系。然后,引入未确知测度模型,将因素的量化值与测度函数结合得出测度评价矩阵,采用变异系数法处理评价矩阵,确定各危害因素的客观权重。最后,根据测度评价矩阵与因素权重得出动火作业的安全等级,并对危害因素进行排序。实例结果表明:应用该方法能有效地确定出城镇燃气管道动火作业的安全等级,对于不安全的施工作业,可根据排序确定高危险因素,并采取措施降低其危险性,提高整个动火作业过程的安全性。     

在线分析小屋仪器失效概率与安全间距研究

为探究天然气输气站中在线分析小屋内,因仪器布局紧凑所导致的连锁失效概率的计算方法,并探索在线分析小屋内不同分析仪器间合理的安全距离,以基于风险的检测技术(RBI)为基础,考虑在线分析仪器间因超压爆炸而引发的连锁事故,建立在线分析小屋内仪器失效概率计算方法,为仪器的无事故安全管理提供数据基础;同时,采用TNT当量法建立在...     

天然气净化厂管道泄漏H2S毒害后果影响因素数值分析

为定量评估高含硫天然气开敞空间泄漏过程中风速、风向、泄漏速度、泄漏方向对毒害后果的影响,以天然气净化厂管道泄漏为例,采用正交实验设计方法设计实验场景,基于CFD进行泄漏扩散仿真实验,以吸入剂量、毒害面积、最大毒害面积到达时间、毒害体积、最大毒害体积到达时间作为毒害效应指标,分析不同因素对毒害后果的影响,并提出后果控制建议。研究结果表明:采用CFD方法进行泄漏扩散仿真能够还原泄漏扩散过程;利用正交实验进行影响因素分析可以节省实验资源、获取准确结果;风向和风速对各后果指标均比较敏感,在天然气净化厂建设过程中应着重考虑风的影响。仿真与正交实验结合的方法能够有效评估毒害后果影响因素的敏感性,可为毒害气体泄漏风险防控提供指导。     

气井环空带压临界控制值研究

为了保证环空带压气井生产阶段的井筒完整性,确定气井环空压力安全运行范围,建立了基于API RP 90-2推荐做法的环空带压安全评价方法,重点研究了气井环空带压临界控制值计算方法,提出了1套方便现场应用的环空压力管控图版,针对某环空带压气井进行了现场应用研究。研究表明:API RP 90是针对海上油气井环空带压安全评价的推荐做法,在API RP 90-2推荐做法发布以后已不再继续适用于陆上油气井;基于API RP 90-2的推荐做法考虑因素更为全面,推荐在陆上油气井使用;环空带压临界控制值不再是1个固定值,而是随服役时间增长以及相邻和自身环空压力变化等因素不断变化的值。     

基于因子交互作用矩阵的采空区危险度评价研究

基于因子交互作用影响矩阵及采空区危险度影响因子分析,选取12个采空区危险度主要影响因子,建立采空区危 险度多因子交互作用矩阵模型。通过专家打分法,确定各影响因子相互作用权值,得到影响矩阵对单一因子的影响值及 单一因子对矩阵系统的影响值,从而得出采空区危险度因子影响权重表。分析影响权重表,得到对采空区影响最大的因 子为矿柱尺寸及分布和岩体断裂及破损带。采用差值法,对采空区危险度进行等级划分,最后得到采空区危险度分级图 。经过实例验证,影响矩阵法分析评价结果与实际吻合,表明采用影响矩阵法评价采空区危险度是可行的,具有实际应用 意义,可在实际矿山工程中应用推广。